[發(fā)明專利]一種監(jiān)測濕度變化的皮革

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710979535.1
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107693018A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍峰蔚;杜勤杰;鄒冰花;謝瑞杰;鄭冰;吳建生;張所瀛;李盛;張偉娜
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;H01B5/14
• 代理公司: 北京商專永信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11400
• 代理人: 高之波,胡建鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性電子器件的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種監(jiān)測濕度變化的皮革。

背景技術(shù)

近年來，柔性電子器件由于其柔性、可穿戴性，而在人體健康監(jiān)測、疾病診斷等領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。呼吸速率作為人體四大基本信號之一，可以直觀體現(xiàn)人的生命特征，對其進(jìn)行監(jiān)測可以在運(yùn)動(dòng)，臨床，航天等領(lǐng)域的研究有重大的意義。目前，人體呼吸的監(jiān)測方式主要有溫度傳感，壓力傳感，二氧化碳?xì)怏w傳感以及光學(xué)傳感等。溫度傳感監(jiān)測是根據(jù)人體呼入和呼出時(shí)氣體溫度的變化得到人體呼吸的信號，但是這種監(jiān)測方式易受環(huán)境溫度變化的影響，靈敏度不高。壓力傳感監(jiān)測是對人體呼入和呼出時(shí)胸腔和腹腔壓力的變化進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測過程中人體需在腹部佩戴壓力傳感器，舒適度低而且信號的輸出會(huì)受到人體正?；顒?dòng)的影響。

對于柔性電子器件，基底是賦予其柔性最根本的因素?，F(xiàn)行根據(jù)濕度變化來監(jiān)測呼吸的器件大多采用PDMS、PET等高分子材料為基底，這類材料用途廣泛，但價(jià)格相對較高，生物兼容性及生物可降解性差，并不適合長期跟人體接觸。為解決這個(gè)問題，近來紙及天然織物等天然高分子被廣泛用作柔性基底，但仍存在機(jī)械性能差，不能大面積加工等劣勢，難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種監(jiān)測濕度變化的皮革，解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題中的一個(gè)或者多個(gè)。

本發(fā)明提供一種監(jiān)測濕度變化的皮革，包括皮革本體，所述皮革本體上設(shè)有導(dǎo)電物質(zhì)。

在一些實(shí)施方式中，皮革本體為藍(lán)濕皮、天然革、合成革或人造革中的至少一種。

在一些實(shí)施方式中，導(dǎo)電物質(zhì)為金屬納米材料、納米碳材料或?qū)щ姼叻肿又械闹辽僖环N。

其中，金屬材納米料包括銀納米線，銅納米線，金納米線等，納米碳材料包括石墨烯，單壁碳納米管，多壁碳納米管，炭黑等，導(dǎo)電高分子包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚對苯撐、聚對苯撐乙烯和聚雙炔等。根據(jù)對器件靈敏度的要求可以做出相應(yīng)的變化。

在一些實(shí)施方式中，導(dǎo)電物質(zhì)通過噴涂、抽濾或印刷中的至少一種方式與皮革本體結(jié)合。

對濕度變化進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，濕度的變化會(huì)引起皮革本體上導(dǎo)電物質(zhì)的電阻變化，從而通過電阻的變化來檢測濕度的變化。

在一些實(shí)施方式中，在導(dǎo)電皮革上施加一定的電壓，通過檢測的電流的變化來得到電阻變化。施加的工作電壓根據(jù)電阻的不同可以在1-35V之間，優(yōu)選電壓為1-10V?？杀O(jiān)測的相對濕度范圍為0％-100％。

一種監(jiān)測濕度變化的皮革可用于對人體呼吸狀態(tài)的監(jiān)測，包括人體的呼吸速率，呼吸強(qiáng)度，呼吸驟停等。

人體呼出氣體的相對濕度可以瞬間達(dá)到100％，呼入時(shí)相對濕度在50％左右，這種呼吸前后濕度的變化明顯且受環(huán)境影響較小。因此，可以通過監(jiān)測人體呼吸前后的濕度變化，來監(jiān)測人體的呼吸速率，呼吸強(qiáng)度，呼吸驟停等呼吸活動(dòng)及狀態(tài)。

本發(fā)明的有益效果：

1、本方法的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種可監(jiān)測濕度的柔性材料，該材料具有很好的親膚性，并且機(jī)械性能良好。

2、本方法的優(yōu)點(diǎn)在于該制備方法簡單，原料易得，可大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中頭二層藍(lán)濕皮；

圖2為實(shí)施例1中與銀納米線水溶液結(jié)合的頭二層藍(lán)濕皮；

圖3為實(shí)施例1中得到的關(guān)于人體呼吸活動(dòng)的監(jiān)測。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例只是用于更加清楚地說明本發(fā)明的性能，而不能僅局限于下面的實(shí)施例。

實(shí)施例1

預(yù)備頭二層牛藍(lán)濕皮，如圖1所示，將銀納米線分散在水溶液中，配制濃度為10mg/mL的銀納米線水溶液，再用噴涂的方法與二層牛藍(lán)濕皮進(jìn)行復(fù)合，如圖2所示。每根電極的電阻為100Ω，通過調(diào)控銀納米線水溶液的體積可以調(diào)控電極的電阻和器件的靈敏度。對該器件施加1V的電壓，當(dāng)人體呼入和呼出時(shí)，引起的電流變化差值為0.5μA。如圖3所示，隨著人體的呼入和呼出可以得到人體呼吸狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

實(shí)施例2

將單壁碳納米管通過加表面活性劑的方法進(jìn)行分散，再利用印刷的方法與頭層牛藍(lán)濕皮復(fù)合。每根電極的電阻為1000Ω，通過調(diào)節(jié)單壁碳納米管溶液的體積可以調(diào)控器件的電阻和器件的靈敏度。對該器件施加10V的電壓，當(dāng)人體呼入和呼出時(shí)，引起的電流變化差值為0.3μA，隨著人體的呼入和呼出可以得到人體呼吸狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

實(shí)施例3